100KWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器故障的處理

摘 要：文章首先對(duì)PSM短波廣播發(fā)射機(jī)中普遍應(yīng)用的循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的工作原理進(jìn)行分析，并探討了最新的數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器在PSM短波廣播發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用特點(diǎn)，最后以案例分析的方式，研究了100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)循環(huán)調(diào)制解調(diào)器故障的處理分析思路與方法，為100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的日常保養(yǎng)和故障處理提供資料參考。

關(guān)鍵詞：PSM短波發(fā)射機(jī)；循環(huán)調(diào)制解調(diào)器；故障處理

PSM調(diào)制技術(shù)是當(dāng)前短波發(fā)射機(jī)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，由于PSM調(diào)制技術(shù)不僅效率高，而且具有極高的可靠性，雖然在100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器中電路設(shè)計(jì)并不復(fù)雜，但其設(shè)計(jì)思路卻極具研究?jī)r(jià)值。PSM調(diào)制解調(diào)器一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)導(dǎo)致調(diào)制解調(diào)器性能下降，并降低調(diào)制解調(diào)器的使用壽命。在100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)應(yīng)用日益廣泛的今天，循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的故障處理已經(jīng)成為確保100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)工作的關(guān)鍵技術(shù)，如何在應(yīng)用中做好100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器的故障診斷與處理，更是成為100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。

1 PSM短波發(fā)射機(jī)循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的工作原理

100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器主要包括判別電路、J-K位移寄存器和48個(gè)J-K觸發(fā)器三個(gè)部分組成。判別電路負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)功能性操作，而觸發(fā)器和開(kāi)關(guān)電路并聯(lián)反應(yīng)了PSM上的開(kāi)關(guān)數(shù)。

1.1 判別電路

100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器中的判別電路為了防止誤動(dòng)作，還設(shè)有專用的清零電路，負(fù)責(zé)合、拉PSM開(kāi)關(guān)后為后面的J-K觸發(fā)器提供時(shí)鐘。判別電路由減法器、比較器和非門組合器三個(gè)部分組成。當(dāng)直流、音頻和三角波復(fù)合信號(hào)輸入后，經(jīng)快速變換器加工成控制PSM開(kāi)關(guān)。當(dāng)要求大于實(shí)際，則輸出高電平和正電壓，當(dāng)要求小于實(shí)際時(shí)，則輸出低電平和負(fù)電壓。該處分別接兩個(gè)三極管，一個(gè)為同向端，一個(gè)為反向端，經(jīng)過(guò)比較器和非門后，形成高低兩個(gè)電平信號(hào)，并送入2D觸發(fā)器，輸出X信號(hào)和Y信號(hào)。

1.2 J-K移位寄存器

J-K移位寄存器是循環(huán)調(diào)制器的核心，是實(shí)現(xiàn)先合先拉、先拉先合的關(guān)鍵，該功能使用8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，高速硅門CMOS器件實(shí)現(xiàn)。J移位寄存器是由6塊高速硅門寄存器構(gòu)成，負(fù)責(zé)合開(kāi)關(guān)。K移位寄存器負(fù)責(zé)拉開(kāi)關(guān)，同樣也是由6塊高速硅門寄存器完成。以負(fù)責(zé)“合”開(kāi)關(guān)的J移位寄存器部分為例，工作指令信號(hào)OPERATE（簡(jiǎn)稱O）信號(hào)經(jīng)非門74HC14后作為基本R-S觸發(fā)器74HC02的S端，J1作為基本R-S觸發(fā)器74HC02的R端。由特性方程Qn+1=S+RQn，當(dāng)O=0，S=1，R=J1=0，Q=1；當(dāng)O=1時(shí)，具備上述高壓條件，S=0，R=J1=0，Q=1，J-K移位寄存器工作，74HC164的A、B端短接作為輸入端，合信號(hào)Y=1作為CLK時(shí)鐘輸入端，每當(dāng)有上升沿時(shí)，移位寄存器輸出移位一次，上升沿來(lái)n次，則Jn=1，則對(duì)應(yīng)的J-K觸發(fā)器對(duì)應(yīng)端輸出高電平，合上一級(jí)PSM開(kāi)關(guān)。到Y(jié)=1來(lái)第49次時(shí)，重復(fù)Y=1時(shí)的操作，往復(fù)循環(huán)。負(fù)責(zé)“拉”動(dòng)作的K移位寄存器原理同J移位寄存器。兩套移位寄存器按照“先拉先合，先合先拉”的原理密切配合，保護(hù)48級(jí)PSM開(kāi)關(guān)能夠正常循環(huán)工作。

2 100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器的特點(diǎn)

2.1 兼容性較傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器好

PSM循環(huán)調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)了調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字化，通過(guò)對(duì)數(shù)控面板進(jìn)行設(shè)置，這種比較先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)器不僅能夠應(yīng)用于100kW、150kW和500kW不同功率的短波發(fā)射機(jī)中，還能夠應(yīng)用于PSM發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中。

2.2 環(huán)保節(jié)能性

應(yīng)用于100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)的PSM循環(huán)調(diào)制器，具有根據(jù)音頻變化自動(dòng)載波浮動(dòng)的功能，該功能能夠根據(jù)自帶算法根據(jù)音頻幅度計(jì)算最小輸出功率，并依此為結(jié)果通知發(fā)射機(jī)調(diào)整到該輸出功率上，不僅能夠保證浮動(dòng)載波不會(huì)發(fā)生切底部和冒頂現(xiàn)象，還能夠有效的降低發(fā)射機(jī)的能耗，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)工作的節(jié)能降耗。

2.3 具有音頻預(yù)失真校正功能

失真校正功能是當(dāng)前調(diào)制解調(diào)器的必備功能，數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器相比于傳統(tǒng)解調(diào)器，能夠?qū)Ψ殴艿扔布|(zhì)量引起的音頻信號(hào)失真進(jìn)行預(yù)校正。這種預(yù)失真校正能夠有效的降低信號(hào)輸出失真度，保證整機(jī)失真度符合要求。

2.4 具有閉環(huán)反饋補(bǔ)償功能

數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器通過(guò)采用48路光收信號(hào)采樣，能夠按照高-低的電壓搭配處，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選輸出組合降噪的目的。

2.5 具有極高的系統(tǒng)穩(wěn)定性

近年來(lái)，隨著人們對(duì)短波輸出信號(hào)質(zhì)量要求不斷提高，調(diào)制解調(diào)器作為大功率短波發(fā)射機(jī)的重要功能單元，其工作穩(wěn)定性也受到人們的高度重視。相比于傳統(tǒng)模擬調(diào)制解調(diào)器，數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器在算法上充分考慮了系統(tǒng)的安全性，應(yīng)用優(yōu)秀的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的過(guò)流保護(hù)和異常錯(cuò)誤的出現(xiàn)。這種功能是通過(guò)在循環(huán)隊(duì)列檢測(cè)開(kāi)啟模塊個(gè)數(shù)，并設(shè)置門限，一旦超過(guò)門限輸出則維持此時(shí)最大功率，斷開(kāi)與前端聯(lián)系實(shí)現(xiàn)的。

2.6 高速的音頻處理能力和音頻幅度分辨率

數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用了三角波補(bǔ)償理念，實(shí)現(xiàn)了音頻幅度分辨率的提高并具有高速的音頻處理能力。這不僅提高了發(fā)射機(jī)信號(hào)發(fā)射質(zhì)量，還有益于系統(tǒng)信噪比的改善。

3 100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的故障處理

3.1 故障現(xiàn)象

某臺(tái)應(yīng)用數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的100kWPSM短波發(fā)射機(jī)在播音過(guò)程中，功率模塊輸入指示燈正常，但輸出指示燈卻不斷閃動(dòng)，并有幾個(gè)指示燈不亮。為了排查故障，封鎖高壓再重合高壓后，指示燈閃動(dòng)和不亮狀態(tài)依舊，影響了信號(hào)發(fā)射質(zhì)量。

3.2 故障分析

環(huán)形調(diào)制器的作用是將A/D開(kāi)關(guān)送過(guò)來(lái)的要求合上開(kāi)關(guān)或與本單元當(dāng)前已合開(kāi)關(guān)作比較，將功率開(kāi)關(guān)數(shù)字電平轉(zhuǎn)化為指令信號(hào)，功率模塊輸入燈無(wú)故障，但輸出燈不正常，可以判斷為判別電路出現(xiàn)故障。但問(wèn)題究竟源于判別電路什么位置，卻需要具體分析。在分析故障原因時(shí)，需要使用儀表測(cè)量判別電路的功能單元，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行具體分析。

3.3 故障處理

功率模塊閃動(dòng)問(wèn)題出現(xiàn)，首先可能是9單元套箱中電路板出現(xiàn)故障，但根據(jù)當(dāng)時(shí)的表值進(jìn)行判斷，簾柵壓和簾柵流均正常，末級(jí)屏壓也正常，這意味著A4板中簾柵調(diào)整不存在問(wèn)題。因此，判斷故障應(yīng)該在其他位置。根據(jù)對(duì)判別電路的測(cè)量分析，根據(jù)表值情況可以判斷故障被縮小到環(huán)形調(diào)制器上。環(huán)形調(diào)制器如果出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致瞬間板壓全無(wú)，并導(dǎo)致高末簾柵過(guò)荷載。更換A7板厚，高末簾柵過(guò)荷載現(xiàn)象不見(jiàn)，模板輸出指示也恢復(fù)正常。

綜上所述，隨著循環(huán)調(diào)制解調(diào)器在大功率短波廣播發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用日益普遍，對(duì)PSM調(diào)制解調(diào)器故障的診斷與處理已經(jīng)成為循環(huán)調(diào)制解調(diào)器技術(shù)使用的關(guān)鍵。為了應(yīng)用好數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器，確保信號(hào)輸出質(zhì)量并提高調(diào)制解調(diào)器使用壽命，日常操作和維修人員一定要把握好循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的工作原理，并掌握這種調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上提高故障處理維修技術(shù)水平，積累故障維修技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

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